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2024年物理二轮中考总复习71个重难点亮点专题专炼（全国通用）
第四篇 力学知识体系必考重点亮点难点专题
专题43 滑轮（组）机械效率综合问题
一、选择题
1. 如图所示，用一个动滑轮把重100N的沙袋从地面匀速提到6m高的楼上，所用拉力60N（绳重和摩
擦不计），下列说法正确的是（ ）
A. 动滑轮重40N
B. 绳子自由端通过的距离为12m
C. 拉力做的有用功为720J
D. 动滑轮 的机械效率为8.3%
【答案】B
【解析】A．由图知，n=2，因为不计绳重和摩擦时 ，所以动滑轮的重力
G =2F-G=2×60N-100N=20N
动
故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
s=nh=2×6m=12m
故B正确；
C．拉力做的有用功
W =Gh=100N×6m=600J
有用
故C错误；
D．拉力做的总功
W =Fs=60N×12m=720J
总
滑轮组的机械效率
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故D错误。故选B。
2. （2023四川成都）如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面
ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab=2m，bc=3m。物体M从a点到c点过程中，拉
力F与M移动距离的关系如图乙，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此
过程的分析，下列结论正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的距离为15m
B. 拉力F做的功为840J
C. 拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功
D. 物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大
【答案】BD
【解析】A．由图可知，绳子段数有2段，物体移动的距离
s =2m+3m=5m
物
则绳子自由端移动的距离为
s=5m×2=10m
故A错误；
B．由图乙可知，物体M从a点到b点过程中，拉力F'=60N，绳子自由端移动距离
s'=2m×2=4m
拉力F做的功为
W'=F's'=60N×4m=240J
物体M从b点到c点过程中，拉力F"=100N，绳子自由端移动距离
s"=3m×2=6m
拉力F做的功为
W"=F"s"=100N×6m=600J
则拉力F做的总功为
W=240J+600J=840J
故B正确；
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C．忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，拉力F在ab段做的额外功
W '=G s =5N×2m=10J
额 动 ab
拉力F在bc段做的额外功
W "=G s =5N×3m=15J
额 动 bc
所以拉力F在ab段做的额外功小于在bc段做的额外功，故C错误；
D．在ab段，滑轮组的机械效率
在bc段，滑轮组的机械效率
故D正确。故选BD。
3. （2023新疆）使用如图所示的滑轮组匀速提升重力不同的物体时，除了动滑轮的重力导致的额外功
外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值。已知动滑轮的重力为1.0N，绳子能够承受的最大拉
力为50N。当匀速提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%，则使用该滑轮组匀速提升物体时
的机械效率的最大值为（ ）
A. 90% B. 89% C. 88% D. 87%
【答案】B
【解析】根据题意可知
则
又
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可得
由题意可知，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值，即有
当绳子能够承受的最大拉力为50N时，则有
可得
故达到最大拉力时，机械效率的最大值为
故选B。
4.用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与
物体受到重力的关系如图乙所示｡不计摩擦，下列分析正确的是（ ）
A. 动滑轮的重力为5N
B. 该滑轮组的机械效率可以达到100%
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C. 滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少
D. 每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
【答案】D
【解析】A．由图象可知，当物重为10N时，滑轮组的机械效率为50%，不计摩擦，滑轮组的机械效率
η=
动滑轮重力为
G =
动
故A错误；
B．使用滑轮组时，不计摩擦，由η 可知机械效率不可能达到100%，故B错误；
C．由图可知，物体 的重力越大，滑轮组的机械效率越高，与拉力做功的多少无关，故C错误；
D．每次提升重物时，不计摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，滑轮组做的额外功为
W =G h=10N×0.5m=5J故D正确。
额 动
5. （2023四川阿坝）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内
把重物G提升相同高度，F 和F 大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是
1 2
A. 力F 和F 做功的功率相同
1 2
B. 力F 和F 做的总功相同
1 2
C. 乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大
D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
【答案】D
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【解析】①使用滑轮组时，手拉绳子自由端做的功是总功；总功与所用时间之比是拉力做功的功率；②
根据已知条件判断省力情况；利用公式η＝ 比较滑轮组机械效率．
【详解】由图知，甲滑轮组中n＝3，乙滑轮组中n＝4. AB、若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动
的距离分别为：s ＝3h，s ＝4h；甲滑轮组中拉力做的总功为W ＝F•3h，乙滑轮组中拉力做的总功
甲 乙 甲总 1
为W ＝F•4h，已知F＝F，所以W ＜W ，故B错误；已知时间相同，由公式P＝ 知，P ＜P ．
乙总 2 1 2 甲总 乙总 甲总 乙总
故A错误；C、已知F＝F，所以省力情况相同，故C错误；D.甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，提升高
1 2
度相同,故有用功相同，甲滑轮组中有1个动滑轮，乙滑轮组中有2个动滑轮，不计绳重及摩擦时，对动
滑轮做的功为额外功，所以乙滑轮组做的额外功多，据η＝ 可知，η ＞η ，故 D
甲 乙
正确．
6. 如图所示，在大小为4N的水平拉力F作用下，重为30N的木块A和轻质动滑轮一起水平匀速移动
了0.2m，所用的时间是2s，若不计滑轮的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的距离为0.4m
B．木块A与地面的摩擦力为8N
C．木块所受重力做的功为6J
D．拉力做功的功率大小为1.2W
【答案】D
【解析】图中作用在动滑轮上绳子的股数为3。
A.绳子自由端移动的距离为：s＝nL＝3×0.2m＝0.6m，故A错误；
B.不计滑轮的摩擦，所以物体与地面之间的摩擦力f＝3F＝3×4N＝12N，故B错误；
C.木块水平运动，在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，即重力做功为0，故C错误；
D.拉力F做的功：W＝Fs＝4N×0.6m＝2.4J，则拉力F的功率：P＝W/t＝2.4J/2s＝1.2W，故D正确。
二、填空题
1. （2023陕西）某重物的质量为80kg，体积为 ，则该重物的密度为______ ，该重物放在
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水平地面上时，与地面的接触面积为 ，则它对地面的压强为_____Pa。工用如图所示的滑轮组
将该重物竖直向上匀速提升5m，用时50s，此过程中重物上升的速度是____m/s。若增大提升重物的质
量，该滑轮组的机械效率将变_______。（g取10N/kg）
【答案】 0.1 大
【解析】由 可知，该重物的密度为
该重物对地面的压强为
重物上升的速度是
滑轮组的机械效率
使用同一滑轮组提升的物体时，产生的额外功相同，当提升的物体质量增大时，有用功增多，滑轮组机
械效率增大。
2. 用图示的滑轮组将重为 的物体竖直向上匀速提升 ，拉力F的大小为 ，则该滑轮组
的机械效率为______。
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【答案】80%
【解析】由图可知，滑轮组承担重物的绳子股数为n=3，则由
可知，该滑轮组的机械效率为
3. 人在绳子自由端用拉力F通过图甲所示的滑轮组，将重900N的物体匀速提升6m，用时15s，则所做
的有用功为_____J，拉力做的功W随时间t变化的图象如图乙所示（忽略绳重和摩擦），滑轮组的机械
效率是_____。
【答案】 5400 90%
【解析】从图乙中可看出15s时总功为6000J，便可求出机械效率。
所做的有用功为
从图乙中可看出15s时总功为6000J
4. 如图所示，在不计绳重和摩擦 的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体
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上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
【答案】0.72 83.3%
【解析】由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是
2.4N，拉力做的总功
W =Fs=F×3h=2.4N×3×0.4m=2.88J
总
拉力的功率
P= =0.72W
有用功
W =Gh=6N×0.4m=2.4J
有
滑轮组的机械效率
5.某小区正在进行改造施工。工人用如图所示的滑轮组将750N的沙子匀速提升了10m，用时100s。若
工人所用的拉力为400N，则拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。使用该滑轮组既能
又能改变力的方向。使用滑轮组 （选填“能”或“不能”）省功。
【答案】120；62.5%；省力；不能。
【解析】（1）由图可知，重物由3段绳子承担，已知沙子上升高度h＝10m，
则绳子自由端移动距离s＝3h＝3×10m＝30m，
总功W ＝Fs＝400N×30m＝12000J，
总
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拉力的功率P＝ ＝ ＝120W；
（2）有用功W ＝Gh＝750N×10m＝7500J，
有用
滑轮组的机械效率η＝ ×100%＝ ×100%＝62.5%；
（3）（4）使用该滑轮组既能省力又可以改变力的方向，使用任何机械都不省功，故使用滑轮组不能省功。
三、综合应用题
1. （2023四川眉山）如图所示，工人用滑轮组提升重物，已知重物重力 ，动滑轮重力
。在工人用力 作用下，重物匀速上升， 达到规定高度 处。不计绳重和机械之间
的摩擦。求：
（1）拉力做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到 ，则该重物的重力是多少？
【答案】（1）240W；（2）83.3％；（3）1800N
【解析】（1）承担物重的动滑轮上绳子的段数 ，不计绳重和机械之间的摩擦，拉力
拉力移动距离
拉力做功
拉力做功的功率
（2）滑轮组的有用功
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机械效率
（3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到 ，则
解得该重物的重力是 。
答：（1）拉力做功的功率240W；
（2）滑轮组的机械效率83.3％；
（3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到 ，则该重物的重力是1800N。
2. 某建筑工人用300N的拉力，在25s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m，如图所示。若
不计摩擦和绳重，请你完成下列计算：
（1）动滑轮的重力；
（2）工人做功的功率；
（3）该装置的机械效率。
【答案】（1）100N；（2）144W；（3）89%
【解析】（1）由图可知，绳子的有效股数n=3，不计摩擦和绳重，动滑轮的重力
G =3F-G=3×300N-800N=100N
动
（2）当水泥提升4m时，绳子自由端所移动的距离s=3×4m=12m
工人做的总功
W =Fs=300N×12m=3600J
总
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工人做功的功率
（3）有用功
W =Gh=800N×4m=3200J
有
该装置的机械效率
答：（1）动滑轮的重力是100N；
（2）工人做功的功率是144W；
（3）该装置的机械效率是89%。
3．（2023·湖南长沙）如图，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的
质量为5kg，每个杠铃片的质量为10kg。不计绳重和摩擦，g取10N/kg，小明通过握杆竖直向上匀速拉
动绳子提升杠铃片的过程中，求：
（1）杠铃片在0.5s内上升0.2m，杠铃片的速度；
（2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小；
（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1m，在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。
【答案】（1）0.4m/s；（2）125N；（3）45J
【解析】（1）杠铃片上升的速度
（2）由图可知，动滑轮由两段绳子承担，即n=2,当动滑轮下挂两个杠铃片，不计绳重和摩擦，握杆对绳
子的拉力
（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力所做的功
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4. 质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图
象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，（g＝10N/kg）。问：
(1)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；
(2)动滑轮受到的重力；
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是
多少？
.
【答案】(1) 120W；(2) 200N；(3) 889%
【解析】(1)由图可知，n=3，则绳端移动的距离
拉力做的功
拉力的功率
(2)由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物
重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率
所以
(3)已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力
由 可得，提升的最大物重
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则滑轮组的最大机械效率
5. 如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s，
人对绳子向下的拉力为300N．求：
（1）物体上升的高度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的功率。
【答案】（1）物体上升的高度为0.5m；
（2）滑轮组的机械效率为90%；
（3）拉力的功率为90W。
【解析】（1）由v＝ 可得，物体上升的高度：
h＝vt＝0.1m/s×5s＝0.5m；
（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，
滑轮组的机械效率：
η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ×100%＝90%；
（3）拉力端移动距离s＝3h＝3×0.5m＝1.5m，
总功：W ＝Fs＝300N×3h＝300N×1.5m＝450J，
总
拉力的功率：P＝ ＝ ＝90W。
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